2024년 5월 19일, 유평 교회 창조 우주론 강의 I

빅뱅 이론의 개요: ΛCDM 모델은 현대 우주론에서 우주의 구조와 진화를 설명하는 표준 모형입니다. 이 모델은 다음과 같은 요소들로 구성됩니다:

1. Λ: 이는 우주 상수로, 우주의 가속 팽창을 설명하는 암흑 에너지(dark energy)를 나타냅니다. 우주 상수는 아인슈타인의 일반 상대성 이론에서 도입된 개념으로, 우주가 점점 더 빠르게 팽창하고 있다는 관측 결과를 설명하는 데 중요한 역할을 한다고 합니다.

2. CDM (Cold Dark Matter): 차가운 암흑 물질을 뜻합니다. 이 물질은 빛과 상호작용하지 않아서 직접 관측할 수는 없지만, 중력 효과를 통해 그 존재가 확인됩니다. 차가운 암흑 물질은 비교적 느리게 움직이며, 은하와 같은 대규모 구조 형성에 중요한 역할을 한다고 합니다.

우주의 구성: ΛCDM 모델에 따르면, 우주는 약 68%의 암흑 에너지, 27%의 암흑 물질, 5%의 일반 물질(별, 행성, 가스 등)로 이루어져 있다고 합니다.
우주의 기원: ΛCDM 모델은 빅뱅 이론을 바탕으로 하여 우주가 약 138억 년 전에 매우 뜨겁고 밀도가 높은 상태에서 시작되었다고 설명합니다.
우주의 팽창: 관측 결과에 따르면, 우주는 초기에는 느리게 팽창하다가 약 50억 년 전부터 암흑 에너지의 영향으로 가속 팽창을 시작했다고 합니다.
구조 형성: 암흑 물질은 중력 붕괴를 통해 은하와 은하단 같은 대규모 구조를 형성하는 데 중요한 역할을 한다고 합니다.

부분적 관측 증거

ΛCDM 모델은 다양한 천문학적 관측 결과를 통해 지지받고 있습니다:

우주 배경 복사(CMB): 우주 초기의 빛인 우주 마이크로파 배경 복사의 불균일성을 통해 초기 우주의 밀도 분포를 알 수 있다고 합니다.
은하의 분포: 대규모 구조의 분포는 암흑 물질의 존재와 그 역할을 뒷받침한다고 합니다.
초신성 관측: 먼 거리의 초신성 폭발을 관측한 결과, 우주의 가속 팽창을 발견했다 하며, 암흑 에너지의 존재를 확인했다 합니다.

이와 같이 ΛCDM 모델은 현대 우주론의 기초를 제공하며, 우주의 기원, 구성, 진화를 종합적으로 설명하는 가장 성공적인 이론입니다. (자연주의, 동일과정 가정 하에)

하지만, 그럼에도 불구하고, 설사 성경적 관점이 아닌 자연주의와 동일과정의 관점에서 보아도, ΛCDM 모델에는 분명한 문제점들이 존재합니다. 여기서는 두가지만 다룹니다:

암흑 에너지의 문제점

우주의 물질-에너지 총량 중 암흑에너지가 70%, 암흑물질이 25%이며, 보통 물질은 5%라고 합니다. 암흑에너지의 실체 규명을 위해 전세계 과학자 수천명이 수조원의 연구비를 쏟아붓고 있지만, 아직껏 흔적조차 찾지 못하고 있습니다. 그런데 이영욱 연세대 천문우주학과 교수가 이끄는 연구팀이, 노벨상 수상자들이 쓴 것과 같은 방식의 ‘초신성 관측’ 자료 분석을 통해 정반대 결론을 이끌어냈는데, 기존의 암흑에너지 연구가 잘못된 전제 위에 서 있으며, 오류를 보정하면 오히려 암흑에너지는 없다는 결론에 이른다는 반박을 내놨습니다. 먼 곳의 초신성이 예상보다 더 어두운 건, 더 빨리 멀어져서가 아니라 단지 광도진화 효과 때문에 더 어두울 뿐이라는 것입니다.

결국 암흑에너지의 발견은 잘못된 가정으로 인한 잘못된 이론일 가능성이 높아졌습니다. 이것이 사실로 밝혀진다면 기존의 우주 모형의 신뢰도에 큰 타격을 입히게 됩니다.

암흑물질의 문제점

기존 lambda CDM 우주론에서는 예측치 밖에서 벌어지는 우주 현상을 뉴턴역학과 일반상대성 이론을 위배하지 않고 설명하기 위해 '암흑물질이론'을 도입했습니다. 고유의 질량을 가졌으나 눈에 보이진 않는 '암흑물질'이 은하에 있어 중력 작용에 영향을 준다는 것이었습니다.

그런데, 유럽항공우주국(ESA)의 가이아우주망원경이 관측한 2만6500여 개의 장주기 쌍성 데이터를 분석한 결과, 궤도의 크기가 1000AU 이내일 때는 쌍성의 궤도 운동이 뉴턴 역학의 예측과 들어맞았으나, 5000AU 이상이 되자 중력 가속도의 크기는 뉴턴역학에 의한 예측치보다 약 1.4배 커지며, 쌍성 2만개를 대상으로 관측한 결과에서는 두 값의 불일치 정도가 더 커졌습니다.

이는 우연히 나올 수 없는 관측 결과이며 수정 뉴턴역학 패러다임의 일부인 AQUAL 이론의 예측과 일치합니다. 즉, 암흑물질 없이 관찰결과가 설명이 가능하다는 뜻입니다.

아직 이러한 방향의 연구는 연구 그룹도 많지 않고 연구도 비교적 초기단계일 뿐이지만, 그럼에도,결국 암흑물질도 잘못된 이론일 가능성이 분명히 있는 것입니다.
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